DE1017668B - Filter fuer 16-kHz-Wechselstroeme zum Betrieb von Telephongebuehrenanzeigern - Google Patents

Description

Zur Registrierung der Gebühren im automatischen Telephonverkehr werden in der Zentrale von einem Sender Wechselstrom-Zählimpulse ausgesandt und vom Gebührenzähler registriert. An Stelle der häufig verwendeten 50-Hz-Zählimpulse werden heute aus verschiedenen Gründen auch 16-kHz-Zählimpulse benutzt. Beim Betrieb von Telephongebührenanzeigern für 16-kHz-Zählimpulse, die beim Fernsprechteilnehmer installiert sind, müssen Maßnahmen getroffen werden, um die Zählimpulse vom Hörerkreis fernzuhalten. Dies wird üblicherweise dadurch erreicht, daß zwischen Zentrale und Telephonstation beim Teilnehmer, der einen Gebührenanzeiger besitzt, ein Filter eingebaut wird, das in Richtung Zentrale — Telephonstation als Tiefpaß wirkt, die Zählimpulse von 16 kHz somit sperrt und nur die Gesprächsfrequenzen hindurchläßt; in Richtung Zentrale — Gebührenanzeiger wirkt das Filter jedoch als Bandpaß und läßt nur die Zählimpulse von 16 kHz hindurch.

Es ist bereits ein Gebührenanzeiger für 16 kHz be- so schrieben worden, in dem als Antriebsorgan eine sich im Felde eines Permanentmagneten bewegende Drehspule verwendet wird. Nach Durchgang des Zählimpulses kehrt die Spule unter dem Einfluß einer vorgespannten Feder in ihre Ausgangslage zurück. Während dieser Rückwärtsbewegung wirkt der Gebührenanzeiger als Generator. Falls die Drehspule in diesem Moment über einen Widerstand belastet oder kurzgeschlossen ist, wird die Abfallbewegung stark verzögert. Diese Verzögerung kann so groß werden, daß die Drehspule noch nicht in der Ausgarigslage angelangt ist, wenn der nächste Zählimpuls eintrifft. Es können daher Fehlregistrierungen auftreten.

Um den für den Betrieb des Gebührenanzeigers notwendigen Gleichstrom aus dem 16-kHz-Zählimpuls zu erhalten, muß der Zählimpuls-Wechselstrom gleichgerichtet werden. Bei einem bekannten Filter befindet sich in dem als Resonanzkreis ausgebildeten 16-kHz-Bandpaß eine Diode in Serie mit dem Antriebssystem des Gebührenanzeigers. Beim Betrieb eines Gebührenanzeigers mit Drehspule wäre diese beim Abfallen über die Diode kurzgeschlossen, und damit würde die obenerwähnte Abfallverzögerung auftreten.

Die vorliegende Erfindung vermeidet den übenerwähnten Nachteil der Abfallverzögerung bei einem Gebührenanzeiger mit Drehspulsystem dadurch, daß der Resonanzkreis zur Speisung der Spule einen Gleichrichter, der die 16-kHz-Zählimpulse gleichrichtet, und ein Ventilglied enthält, das beim Eintreffen des Zählimpulses an der Drehspule des Gebührenanzeigers den gleichgerichteten Zählimpulsstrom hindurchläßt, dagegen bei der Rückwärtsbewegung der Drehspule nach beendetem Zählimpuls den Drehspul-Filter für 16-kHz-Wechselströme zum
Betrieb von Telephongebührenanzeigern

Anmelder:
»SODECO«

Societe des Compteurs de Geneve,
Genf (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner,

Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68,
und Dipl.-Ing. H. H. Wey, München 23, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Januar 1957

Paul Lüscher, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Stromkreis in der Stromflußrichtung des gleichgerichteten Zählimpulses sperrt.

Der Aufbau des Filters mit Ventilglied wird nachfolgend an fünf Beispielen näher erläutert. In zwei Fällen wird als Ventilglied ein Transistor, im dritten Beispiel ein Kondensator mit Parallelwiderstand und im vierten und fünften ein Differenzierglied verwendet, das aus einem Kondensator und der Drehspule des Gebührenanzeigers besteht.

Die Erfindung sieht ferner eine automatische Strombegrenzung für das Drehspulsystem vor. Je nach dem Abstand des Gebührenanzeigers von der Zentrale wird die zur Verfügung stehende Energie stark variieren. Damit der Gebührenanzeiger auch in größeren Abständen von der Zentrale sicher funktioniert, muß er genügend empfindlich sein. Bei kleinen Abständen von der Zentrale steht viel Energie zur Verfügung, und der Gebührenanzeiger würde stark überlastet und eventuell sogar beschädigt. Um dies zu vermeiden, ist im Bandpaß des 16-kHz-Filters eine Regelvorrichtung vorgesehen, die den Eingangsstrom begrenzt, so daß die vom Drehspulsystem aufgenommene Energie vom Abstand des Gebührenanzeigers von der Zentrale weitgehend unabhängig ist. Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

709 756/18Φ

Fig. 1 das Filter für 16 kHz mit Resonanzkreis, Regelglied, Doppelweggleichrichter zur Spannungsverdoppelung, Transistor als Ventilglied in Basisschaltung und Drehspule des Gebührenanzeigers,

Fig. 2 das Filter für 16 kHz mit Resonanzkreis, Regelglied, Doppelweggleichrichter mit Spannungsverdoppelung, Transistor als Ventilglied in Emitterschaltung und Drehspule des Gebührenanzeigers,

Fig. 3 das Filter für 46 kHz mit Resonanzkreis,

maßen. Solange die Glimmröhre 4 nicht gezündet hat, ist die Schaltung mittels der Selbstinduktion 1 und der Kapazität 2 auf Resonanz für die Zählimpulsfrequenz von 16 kHz abgestimmt. Ein Zählimpuls wird durch 5 den Gleichrichter 5 und 6 gleichgerichtet, und es entsteht in bekannter Weise an den Kapazitäten 7 und 8 eine Spannungsverdoppelung. Punkt 13 weist gegenüber Punkt 14 ein positives Potential auf. Der Emitter des Transistors 9 ist damit in der Durchlaßrichtung

Doppelweggleichrichter mit Spannungsverdoppelung, io positiv vorgespannt. Durch den auftretenden Basis-Kondensator mit Parallelwiderstand als Ventilglied strom entsteht am Widerstand 15 ein Spannungsabfall, und Drehspule des Gebührenanzeigers, so daß der Kollektor des Transistors 9 gegenüber der Fig. 4 das Filter für 16 kHz mit Resonanzkreis, Basis eine negative Vorspannung erhält. Es kann Doppelweggleichrichter mit Spannungsverdoppelung somit in bekannter Weise vom Punkt 13 über Emitter,, und Differenzierglied, bestehend aus einem Konden- 15 Kollektor und Drehspule 10 zum Punkt 14 ein Strom 16 salor und der Drehspule, sowie einem Widerstand zum fließen. Der Transistor ist für den eintreffenden Zähl-Entladen der Kondensatoren, impuls geöffnet, und die Drehspule 10 wird angezogen. Fig. 5 das Filter für 16 kHz mit Resonanzkreis, Nach Beendigung des Zählimpulses besitzen die Doppelweggleichrichter mit Spannungsverdoppelung Punkte 13 und 14 gleiches Potential. Der Emitter wird und Differenzierglied, bestehend aus einem Konden- 20 somit gegenüber der Basis nicht mehr positiv vorsator und der Drehspule, sowie einem Transistor an gespannt. Die Drehspule des Gebührenanzeigers wird Stelle des Entladewiderstandes. unter dem Einfluß einer Feder in ihre Ausgangslage Der Resonanzkreis in Fig. 1 besteht aus der Selbst- zurückgedreht. Sie wirkt dabei in bekannter Weise induktion 1 und dem mit ihm in Serie geschalteten als Generator, und es ensteht eine Spannung, die einen Kondensator 2. Parallel zur Selbstinduktion 1 liegt 25 Strom in Richtung des ursprünglichen Stromes 16 aufdas Regelglied zur Strombegrenzung, bestehend aus rechterhalten will. Da der Emitter gegenüber der einer Selbstinduktion 3 und einer dazu in Serie ge- Basis nicht mehr positiv vorgespannt ist, kann jedoch schalteten Glimmröhre 4. Weiter liegt im Resonanz- über den Emitter kein Strom zum Kollektor fließen, kreis der Gleichrichter für die Gleichrichtung der Über die Basis kann ebenfalls kein Strom zum Kollek-16-kHz-Zählimpulse_; bestehend aus den beiden Di- 30 tor fließen, da die Richtung Basis-Kollektor die Sperroden 5 und 6 und den Kondensatoren 7 und 8. Dieser richtung ist. Beim Abfallen der Drehspule 10 ist der Gleichrichter ist in bekannter Weise als Spannung»- Transistor 9 somit gesperrt. Es kann deshalb unter verdoppler geschaltet. Im Gleichrichterkreis befindet dem Einfluß der in der Drehspule 10 induzierten Spansich der als \^rentilglied verwendete Transistor 9, in nung kein Strom fließen. Damit tritt aber auch keine dessen Kollektorkreis die Drehspule 10 des Gebühren- 35 Abfallverzögerung auf.

anzeigers liegt. In Fig. 1 wird der Transistor 9 in Solange die Glimmröhre 4 nicht gezündet hat, ist

Basisschaltung benutzt. In Fig. 2 besteht der Re- die Impedanz des Resonanzkreises durch die Selbst-

sonanzkreis ebenfalls aus einer Selbstinduktion 1 und induktion 1 und die Kapazität 2 bestimmt. Bei großem

einem dazu in Serie geschalteten Kondensator 2. Das Abstand des Gebührenanzeigers von der Zentrale ist

Regelglied liegt parallel zur Kapazität 2 und besteht 4° die an den Selbstinduktionen 1 und 3 entstehende

aus der Glimmröhre 4. Diese Schaltung ist nur als Spannung klein und genügt nicht, um die Glimm-

Beispiel angeführt, da das Regelglied wie in Fig. 1 röhre 4 zu zünden. Das Filter ist somit auf Resonanz

ausgeführt werden könnte. Der Gleichrichter mit Span- abgestimmt, und die Drehspule 10 erhält die größt-

nungsverdoppelung besteht aus den beiden Dioden 5 mögliche Energie. Bei kleinerem Abstand des Ge-

und 6 und den Kapazitäten 7 und 8. Als Ventilglied 45 bührenanzeigers von der Zentrale wird die Spannung

wird der Transistor 9 verwendet, der jedoch in Emitter- an den Selbstinduktionen genügend groß, um die

schaltung benutzt wird. Die Drehspule 10 liegt im Glimmröhre zünden zu können. Damit wird der Re-

Ko!lektorkreis des Transistors 9. sonanzkreis gedämpft, der Strom sinkt, und die Dreh-

Fig. 3 zeigt den Resonanzkreis mit Selbstinduk- spule des Gebührenanzeigers erhält weniger Energie,

tion 1, Kapazität 2, den Doppelweggleichrichter mit 50 Auf diese Weise wird der Gebührenanzeiger in kleinen

den Dioden 5 und 6, den beiden Speicherkonden- Abständen von der Zentrale vor Überlastung geschützt,

satoren 7 und 8 und der Drehspule 10. Als \^rentilglied In Fig. 2 bilden die Selbstinduktion 1 und die Kapa-

wird ein RC-Glied, bestehend aus dem Kondensator 11 zität 2, wie bei der in Fig. 1 beschriebenen Schaltung,

und dem parallel dazu liegenden Widerstand 12, ver- einen auf 16 kHz abgestimmten Resonanzkreis. Das

wendet. Das Regelglied für die Strombegrenzung ist 55 Regelglied ist diesmal parallel zur Kapazität 2 gelegt

der Einfachheit halber in Fig. 3 weggelassen worden. und besteht aus der Glimmröhre 4. Die Funktions-

Selbstverständlich könnte ein ähnliches Regelglied weise ist analog der unter Fig. 1 beschriebenen, nur

wie in den Fig. 1 und 2 der Schaltung nach Fig. 3 daß die Dämpfung des Resonanzkreises durch Par-

beigefügt werden. allelschalten der Glimmröhre 4 zur Kapazität 2 erfolgt.

In Fig. 4 besteht der Resonanzkreis und der Gleich- ^6o Der als Ventil vorgesehene Transistor 9 wird in der

richter aus den bereits oben beschriebenen Elementen. Emitterschaltung benutzt.

Die Verkleinerung der Abfallverzögerung wird durch Der Transistor 9 funktioniert in der folgenden

ein Differenzierglied erreicht, das aus dem Konden- Weise als Ventil. Durch die Gleichrichtung eines Zähl-

sator 22 und der Drehspule 10 selbst besteht. impulses erhält der Punkt 17 gegenüber dem Punkt 18

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung entspricht im ⁶5 ein positives Potential. Über den Spannungsteiler,

wesentlichen der Schaltung nach Fig. 4. Die Ver- bestehend aus den Widerständen 19 und 20, erhält der

kürzung der Abfallverzögerung wird ebenfalls durch Emitter eine positive und der Kollektor eine negative

Differentiation erreicht, w^robei jedoch an Stelle des Vorspannung gegenüber der Basis. Es kann somit ein

Widerstandes 21 ein Transistor 23 verwendet wird. Strom 16 durch die Drehspule fließen, und diese wird

Dk Schaltung nach Fig. 1 funktioniert folgender- 70 angezogen. Nach Beendigung des Zählimpulses be-

sitzen die Punkte 17 und 18 das gleiche Potential; der Emitter ist nicht mehr positiv vorgespannt. Aus den bereits unter Fig. 1 beschriebenen Gründen wirkt der Transistor 9 als Ventil, und es kann kein Induktionsstrom durch die Drehspule fließen, womit keine Abfallverzögerung eintritt.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit zur Verkleinerung der Abfallverzögerung gezeigt. Resonanzkreis und Gleichrichter entsprechen den unter Fig. 1 und 2 beschriebenen Schaltungen. In Serie mit der Drehspule 10 liegt eine Kapazität 11 mit einem Parallelwiderstand 12. Der gleichgerichtete Zählimpuls zieht die Drehspule 10 an und lädt den Kondensator 11 auf. Am Kondensator 11 entsteht eine Spannung, die der bei der Abfallbe\vegung der Drehspule induzierten Spannung entgegenwirkt. Damit fließt durch die Spule ein kleinerer Strom, das verzögernde Drehmoment wird kleiner und infolgedessen auch die Abfallverzögerung.

Fig. 4 zeigt noch eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Abfallverzögerung. Die Kapazität 22 bildet zusammen mit der Drehspule 10 ein Differenzierglied, an dem der gleichgerichtete Zählimpuls differenziert wird. Dk ansteigende Flanke des Zählimpulses erzeugt einen positiven Tmpuls, der die Drehspule 10 durchfließt. Die abfallende Flanke des Zählimpulses erzeugt einen negativen Impuls, der einen umgekehrten Strom verursacht, der dem durch die induzierte Spannung erzeugten entgegentritt und damit die Abfallbewegung beschleunigt. Der Widerstand 21 ermöglicht ein rasches Entladen der Kondensatoren 7 und 8 nach dem Abklingen des Zählimpulses und gewährleistet damit eine genügende Flankensteilheit Durch geeignete Wahl der Schaltelemente 10, 21 und 22 kann der bei der Differentiation an der Drehspule 10 entstehende negative Spannungsimpuls dazu benutzt werden, die Drehspule in ihre Ausgangslage zurückzudrehen. Auf eine spezielle Rückstellfeder kann dann verzichtet werden.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung nutzt ebenfalls die bei einer Differentiation eines rechteckförmigen Impulses entstehende negative Spannungsspitze der abfallenden Flanke zur Abfallverkürzung aus. Das Differenzierglied besteht wieder aus einem Kondensator 24 und der Drehspule 25. An Stelle des Wider-Standes 21 in Fig. 4 wird ein Transistor 23 verwendet. DurchWahl des Widerstandes 26 kann erreicht werden, daß beim Aufladen der Kondensatoren 7 und 8 des Doppelweggleichrichters die Impedanz des Transistors über Emitter-Kollektor groß ist, beim Abfallen des Zählimpulses diese Impedanz jedoch klein wird. Es ist natürlich auch bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltung möglich, die Drehspule 25 durch den entstehenden negativen Spannungsimpuls in die Ausgangslage zurückzudrehen, so daß auf eine spezielle Rückstellfeder verzichtet werden kann.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Filter für 16-kHz-Wechselströme zum Betrieb von Telephongebührenanzeigern mit Permanentmagnet und Drehspule als Antriebsorgan, bestehend aus einem auf die Frequenz von 16 kHz abgestimmten Resonanzkreis zur Speisung der Drehspule des Gebührenanzeigers, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Resonanzkreis einen Gleichrichter (5, 6), der die 16-kHz-Zählimpulse gleichrichtet, und ein Ventilglied (9,11, 12) enthält, das beim Eintreffen des Zählimpulses an der Drehspule (10) des Gebührenanzeigers den gleichgerichteten Zählimpulsstrom hindurchläßt, dagegen bei der Rückwärtsbewegung der Drehspule nach beendetem Zählimpuls den Drehspulstromkreis in der Stromflußrichtung des gleichgerichteten Zählimpulses sperrt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilglied ein Transistor (9) verwendet wird.

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ventil benutzte Transistor (9) in der Basisschaltung (Fig. 1) verwendet wird.

4. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ventil benutzte Transistor (9) in der Emitterschaltung (Fig. 2) verwendet wird.

5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventil eine Kapazität (11, Fig. 3) mit parallel geschaltetem Widerstand (12) mit der Drehspule des Gebührenanzeigers in Serie liegt.

6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventil ein Differenzierglied benutzt wird, das aus der Drehspule (10, Fig. 4) und einer mit ihr in Serie liegenden Kapazität (22) besteht.

7. Filter nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Differenzierglied ein Transistor (23, Fig. 5) geschaltet wird.

8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsstrom des Filters und der Strom der Drehspule durch eine Regelvorrichtung (3, 4, Fig. 1) automatisch begrenzt werden.

9. Filter nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelvorrichtung zur Begrenzung des Eingangsstromes des Filters und des Stromes der Drehspule ein Dämpfungsglied in den Resonanzkreis eingefügt ist.

10. Filter nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsglied eine Glimmröhre (4, Fig. 1) parallel zur Selbstinduktion (1) des Resonanzkreises liegt.

11. Filter nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsglied eine Glimmröhre (4, Fig. 2) parallel zur Kapazität (2) des Resonanzkreises liegt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 756/184 10.